便攜式煙氣預(yù)處理系統(tǒng)應(yīng)用比對分析

王成敏

(鎮(zhèn)江市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 鎮(zhèn)江 212009)

便攜式煙氣預(yù)處理系統(tǒng)應(yīng)用比對分析

王成敏

(鎮(zhèn)江市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 鎮(zhèn)江 212009)

通過常用的3種典型煙氣預(yù)處理器進(jìn)行效果比對，認(rèn)為污染物在進(jìn)入氣體分析儀之前存在一定的損耗。選擇合適的煙氣預(yù)處理裝置以降低污染物在測試管路中的損耗非常重要。

二氧化硫； 氮氧化物； 溶解； 預(yù)處理；煙氣

環(huán)境監(jiān)測部門監(jiān)測煙氣污染物時(shí)往往會(huì)發(fā)生二氧化硫和氮氧化物監(jiān)測結(jié)果偏低的情況。造成二氧化硫和氮氧化物損耗的主要原因是濕熱的煙氣遇到相對冷的采樣槍管和采樣軟管會(huì)在槍、管內(nèi)壁形成冷凝水，二氧化硫和二氧化氮都極易溶于水，所以煙氣中的二氧化硫和二氧化氮在進(jìn)入分析儀之前有很大一部分已經(jīng)損失在采樣槍和軟管中了。因此在煙氣分析儀之前加裝煙氣預(yù)處理系統(tǒng)用來將采樣槍、軟管加熱并且將煙氣的水氣除去，保證穩(wěn)定的冷干煙氣進(jìn)入儀器分析儀是最理想的測試狀態(tài)。本文對常用的3種典型預(yù)處理器進(jìn)行效果比對，以掌握其各自的優(yōu)勢及局限性。

1 比對實(shí)驗(yàn)

1.1 比對儀器

選擇鎮(zhèn)江市環(huán)境監(jiān)測中心站所配的3種煙氣預(yù)處理裝置，分別是青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所出產(chǎn)的嶗應(yīng)1080c型煙氣預(yù)處理器(下文簡稱1080c)，武漢銘為電子出產(chǎn)的ME5201S手持煙氣分析儀(下文簡稱ME5201S)，埃森環(huán)境janapo出產(chǎn)的PCS-C型煙氣預(yù)處理系統(tǒng)(下文簡稱PCS-C)。3種預(yù)處理器的特點(diǎn)見表1。

表1 預(yù)處理器特點(diǎn)分析表

煙氣分析儀選擇青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所出產(chǎn)的嶗應(yīng)3012H型自動(dòng)煙塵(氣)測試儀(新08代)，其氣體分析采用的是定電位電解法[1-2]。

1.2 比對環(huán)境

由于穩(wěn)定溫度和濕度的標(biāo)氣選擇有困難，所以本文分別在夏季和冬季各選擇一天，對全年生產(chǎn)工況較穩(wěn)定的2個(gè)排污單位進(jìn)行監(jiān)測對比。2個(gè)單位都有CEMS系統(tǒng)，便于比對。2個(gè)單位的工況特點(diǎn)見表2。

表2 比對單位工況特點(diǎn)表

1.3 比對方法

比對按照1080c、ME5201S、PCS-C的先后順序進(jìn)行，每套設(shè)備的取樣槍都設(shè)定加熱至120℃，冷凝器(如果有)溫度設(shè)定為4℃。采樣流量都設(shè)置為1.0L/min，每套設(shè)備的測試時(shí)間為連續(xù)測試45min(含加熱時(shí)間)。測試前也分別對3012H型煙塵(氣)測試儀和ME5201S用標(biāo)準(zhǔn)氣體對其電化學(xué)傳感器進(jìn)行了校準(zhǔn)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 測試結(jié)果

由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間跨度比較大，期間經(jīng)歷了半年左右的時(shí)間，所以對3套設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和期間核查都進(jìn)行得比較完善，盡量降低由儀器系統(tǒng)誤差帶來的影響。測試結(jié)果見表3。

2.2 結(jié)果分析

此次進(jìn)行比對實(shí)驗(yàn)的2家單位都裝配有CEMS系統(tǒng)，同時(shí)配備了固定式的煙氣預(yù)處理系統(tǒng)，都帶有加熱和除濕的功能。由于該次實(shí)驗(yàn)沒有條件使用標(biāo)準(zhǔn)氣體，因此以每家單位驗(yàn)收合格的穩(wěn)定的CMES系統(tǒng)測試值為參考，手工監(jiān)測結(jié)果與CMES測試值的相對誤差見表4。

表3 預(yù)處理系統(tǒng)測試結(jié)果表

表4 污染物手工測試與CMES測試相對誤差表

由表4可看出：首先，預(yù)處理系統(tǒng)對于二氧化硫的處理作用比氮氧化物明顯，分析原因，煙氣中的二氧化硫成分單一，僅是二氧化硫，而氮氧化物則由一氧化氮和二氧化氮組成，且通常情況下，一氧化氮的含量在90%左右[3]，雖然二氧化氮易溶于水，但數(shù)量占優(yōu)的一氧化氮難溶于水，一氧化氮基本不會(huì)在采樣管路中損失，最終氮氧化物濃度是以實(shí)測的二氧化氮濃度和一氧化氮換算成二氧化氮濃度和計(jì)算的，所以氮氧化物也基本不會(huì)受冷凝水的影響，導(dǎo)致了氮氧化物處理作用不明顯。其次，使用PCS-C型處理器的與CEMS系統(tǒng)測試值相對誤差最小，ME5201S其次，1080c效果不佳。分析原因，PSC-C型預(yù)處理系統(tǒng)采用的是分體式設(shè)計(jì)，加熱管和除濕系統(tǒng)相互獨(dú)立，兩者通過可加熱式軟管相連，加熱段和除濕段效果都能保證，但體積大、分量重，不易攜帶；ME5201S手持煙氣分析儀將加熱槍、除濕器、煙氣分析裝置集成在一起，外形和普通煙氣取樣槍差異不大，但由于體積所限，其除濕風(fēng)扇體積和功率都比較小，因此在含濕量較大的工況下使用時(shí)其除濕能力就顯得比較有限，使測試結(jié)果存在誤差。其優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕，便于攜帶。1080c型煙氣預(yù)處理器外形也與普通煙氣采樣槍類似，但由于沒有除濕單元，其功能僅僅是使采樣槍體加熱，防止煙氣在管壁上形成冷凝水，但煙氣本身的含濕量并不能降低，所以遇到煙氣濕度較高的情況，其處理效果就不理想，該型采樣槍可適用于采集其他難溶于水的污染物或使用其他如非分散紫外法吸收法測試二氧化硫等的情況[4]。第三，煙氣預(yù)處理系統(tǒng)對于溫差大、濕度高的的工段測試結(jié)果的相對誤差也普遍較小。分析原因，溫差大、濕度高的煙氣易形成較多的水汽或者冷凝水，煙氣預(yù)處理系統(tǒng)的除濕性能也有一定的局限性，并不能完全除去在這種工況下的濕度，導(dǎo)致仍然會(huì)有一定量的廢氣量損失。

3 結(jié)語

通過此次實(shí)驗(yàn)可以得出，在測試二氧化硫時(shí)，如果煙氣含有水蒸氣時(shí)應(yīng)該使用煙氣預(yù)處理系統(tǒng)。選擇的煙氣預(yù)處理系統(tǒng)必須同時(shí)具備加熱槍體、管路和除濕的功能。煙氣的含濕量較大、煙溫和環(huán)境溫度差距較大時(shí)，應(yīng)使用除濕效果較好的分體式預(yù)處理系統(tǒng)；在現(xiàn)場條件較為復(fù)雜，如高度高，操作平臺(tái)面積小時(shí)，濕度和溫差不大時(shí)也可采用一體式預(yù)處理系統(tǒng)。

[1]固定污染源廢氣 氮氧化物的測定 定電位電解法: HJ693-2014[S].

[2]固定污染源排氣中二氧化硫的測定定電位電解法: HJ/T57-2000[S].

[3]劉樹根，寧平. 燒結(jié)(球團(tuán))工藝工程中氮氧化物產(chǎn)生及控制[J].四川環(huán)境,2016(3).

[4]聞欣，張笛生. 二氧化硫測定過程中煙氣預(yù)處理器適用范圍研究[J]. 化學(xué)分析計(jì)量, 2015(3).

Comparative Analysis of Portable Flue Gas Pretreatment Systems

WANG Cheng-min

(Zhenjiang Environmental Monitoring Station, Zhenjiang Jiangsu 212009, China)

Three kinds of typical portable flue gas pretreatment systems were compared. The pollutants got lost before they entered into the monitoring equipment. Therefore, it is significant to select the suitable pretreatment system in order to decrease the loss of pollutants in the process.

SO2; NOx; dissolution; pretreat; flue gas

2017-04-10

王成敏(1983-)，男，江蘇省鎮(zhèn)江市人，工程師，本科，現(xiàn)從事環(huán)境監(jiān)測工作。

X831

A

1673-9655(2017)04-0096-03